25 เมษายน 2553

Smart Vineyard - ไร่องุ่นอัจฉริยะ (ตอนที่ 4)


เทคโนโลยี Smart Vineyard ที่ทางคณะวิจัยของศูนย์นาโนเทคโนโลยี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ร่วมพัฒนากับ ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีเครื่องกลจุลภาคและนาโนอิเล็กทรอนิกส์ แห่งเนคเทค แล้วนำไปทดลองใช้งานจริงที่ไร่องุ่นกรานมอนเต้ อ.ปากช่อง จ.นครราชสีมา นี้อยู่ภายใต้กรอบการวิจัยเกษตรแห่งอนาคต (Agriculture Vision 2025) ซึ่งมองว่าในอนาคตประเทศต่างๆ ทั่วโลกจะกลับมาถวิลหาเกษตรกรรม นัยว่า ปัญหาประชากร ปัญหาโลกร้อน และปัญหาพลังงาน จะทำให้ประเทศที่ไม่มีเกษตรกรรม จะดำรงอยู่ได้ด้วยความลำบาก ทั้งนี้เกษตรกรรมในยุคหน้า จะเปลี่ยนรูปโฉมไปอย่างสิ้นเชิง วิชาเกษตรที่ร่ำเรียนกันมาเมื่อ 20 ปีที่แล้ว อาจจะใช้ไม่ได้ในอีก 20 ปีข้างหน้า เรียกว่าจะตกขอบไปเลย แย่กว่านั้นก็อาจจะถึงขั้นฉีกตำราทิ้ง .....

เทคโนโลยีภายใต้กรอบวิจัยเกษตรแห่งอนาคต ที่มหาวิทยาลัยมหิดล ต้องการพัฒนามีทั้งแบบ การเกษตรกลางแจ้ง (Outdoor Agriculture) และการเกษตรในร่ม (Indoor Agriculture) ในระยะใกล้ การเกษตรกลางแจ้งยังมีความสำคัญอยู่ แต่ในระยะยาวนั้น เรามองว่า โลกในอนาคต เมื่อต้องเผชิญกับปัญหาโลกร้อนที่รุนแรง ก็จักต้องจำใจคืนผืนดินในชนบทให้กลับสู่ธรรมชาติ ผืนแผ่นดินที่เคยใช้ทำการเกษตร จะต้องคืนให้ไปเป็นป่าเพื่อเป็นที่ดูดซับคาร์บอน เกษตรกรรมจะเข้าไปอยู่ในเมือง (Urban Agriculture) ไปอยู่ในอาคาร (Vertical Farming) ซึ่งจะทำให้แหล่งผลิตอาหาร อยู่ใกล้ผู้บริโภคมากขึ้น โลกยุคหน้าจะมีการลดระยะทางระหว่าง Supply กับ Demand ระบบ Logistics จะกลับสู่สามัญ ความซับซ้อนจะลดลง ทั้งนี้เพื่อให้มีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ประเทศต่างๆ จะเริ่มทำเกษตรกรรมเอง ซึ่งจะเป็นเกษตรกรรมในร่ม พืชที่เคยปลูกได้เฉพาะในภูมิอากาศแบบหนึ่ง จะไปเจริญงอกงามในที่อื่นๆ ทั่วโลก โลกจะเข้าสู่ยุคปลูกที่ไหน กินที่นั่น ไม่ต้องมองไกล ตะวันออกกลางเริ่มจะพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อผลิตอาหารเอง ซาอุดิอารเบียส่งคนมาเรียนรู้การปลูกข้าวในบ้านเรา ในเวียดนาม และอินโดนีเซีย แถมมีการทำ MOU กับเวียดนามในเรื่องการผลิตข้าวเพื่อขายในตะวันออกกลาง

การที่ประชากรทิ้งชนบทมารวมตัวอยู่กันในเมือง หากมองในแง่การใช้พลังงาน ถือว่าเป็นเรื่องที่ถูกครับ เพราะเมืองเป็นที่ๆ มีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าชนบท คนที่อยู่ในชนบทนั้น จะซื้ออะไรที ขับรถไม่รู้กี่กิโล การส่งพลังงานไปให้ใช้ การทำโครงสร้างพื้นฐานเพื่อรองรับพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของประชากรน้อย ก็เป็นเรื่องที่ไม่คุ้มค่า ผิดกับเมือง การเดินทางไปไหนมาไหน หากใช้ระบบคมนาคมสาธารณะ จะเป็นการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากๆ ที่สำคัญเราต้องส่งเสริมให้ประชากรที่อยู่ชานเมือง ย้ายเข้ามาอยู่กลางเมืองให้มากขึ้น ซึ่งจะลดการขับรถเข้ามาทำงานในเมือง

เมื่อสังคมเมืองเป็นแนวโน้มของยุคหน้า เกษตรกรรมในที่ร่มก็จะสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น การมีเทคโนโลยีนี้เป็นเรื่องจำเป็น นี่คือเหตุผลที่ทางกลุ่มวิจัยของผมได้เริ่มเข้ามาพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านนี้ครับ โดยการเริ่มไปพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับเกษตรกลางแจ้งก่อน จากนั้นจะค่อยๆ เขยิบขั้นของพัฒนาการขึ้นไปเรื่อยๆ จนไปถึงเทคโนโลยีสำหรับเกษตรในร่มครับ

ในตอนต่อๆ ไป ผมจะค่อยๆ นำประเด็นต่างๆ มาทยอยเล่าให้ฟังนะครับ

23 เมษายน 2553

Thermodynamics of Google - อุณหพลศาสตร์ของกูเกิ้ล (ตอนที่ 2)



ในตอนที่แล้ว ผมได้พูดถึงกฎของอุณหพลศาสตร์ 2 ข้อ (จาก 4 ข้อ) ที่อธิบายธรรมชาติของพลังงาน (พลังงานสร้างไม่ได้ ทำลายไม่ได้ เพียงแค่เปลี่ยนรูปจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่งเท่านั้น) และ เอนโทรปี (ความไร้ระเบียบของเอกภพจะเพิ่มขึ้นเสมอ แต่ความไร้ระเบียบท้องถิ่น อาจลดลงได้ แต่ต้องอาศัยพลังงานมาจัดการ)

ทุกๆ ครั้งที่ท่านผู้อ่านอยากจะค้นหาอะไรจากกูเกิ้ล กูเกิ้ลได้ทำการจัดเรียงข้อมูลต่างๆ ที่เคยอยู่อย่างไร้ระเบียบ ให้จัดเรียงกันใหม่ เพื่อให้ผู้ใช้สามารถที่จะค้นเจอและนำมาใช้งานได้ สิ่งที่กูเกิ้ลทำจึงเป็นการไปลดเอนโทรปี หรือ ไปลดความไร้ระเบียบลง ซึ่งหากพิจารณาตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์แล้ว การไปลดความไร้ระเบียบของข้อมูลโดยกูเกิ้ล ก็ต้องอาศัยพลังงานครับ ทั้งนี้การที่ข้อมูลที่กูเกิ้ลจัดเรียงมีระเบียบมากขึ้น ก็จะทำให้สิ่งอื่นๆ ที่อยู่ข้างนอกเกิดความไร้ระเบียบมากขึ้น เพราะเอนโทรปีรวมของเอกภพจะไม่มีทางลดลง พลังงานที่กูเกิ้ลเอามาจัดระเบียบข้อมูลให้เรานั้นแหล่ะครับ ที่ไปเพิ่มความไร้ระเบียบในสิ่งแวดล้อมให้มากขึ้น ดังนั้น ยิ่งท่านผู้อ่านค้นหาข้อมูลต่างๆ ด้วยกูเกิ้ล ... ท่านกำลังเพิ่มความยุ่งเหยิงให้สิ่งแวดล้อมอยู่นะครับ


ตั้งแต่มีกูเกิ้ล โลกก็เปลี่ยนไปอย่างถาวร ห้องสมุดประชาชนกลายเป็นสิ่งล้าสมัย ก่อนที่จะมีกูเกิ้ลนั้น การค้นหาสิ่งต่างๆ ในอินเตอร์เน็ตเป็นไปด้วยความลำบาก seach engine หรือเครื่องมือค้นหาที่มีให้ใช้ในยุคก่อนที่จะมีกูเกิ้ลนั้น ท่านผู้อ่านที่เคยใช้ อาจจะจำได้ถึงความอืดอาดเชื่องช้า และให้ผลลัพธ์ในการค้นหาที่มักจะเป็นคนละเรื่องกับสิ่งที่เราต้องการ

พลังความเร็วในการค้นหาของกูเกิ้ลนั้น เกิดจากอัจฉริยะภาพในการออกแบบของวิศวกรของกูเกิ้ล ประสานกับพลังในการประมวลผลของฟาร์มคอมพิวเตอร์ที่ประมาณว่ามีจำนวนอยู่ถึง 1 ล้านเครื่อง แต่ละเครื่องกินพลังงานไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ ดังนั้นใน 1 ชั่วโมง เครื่องคอมพิวเตอร์ของกูเกิ้ลจะกินพลังงานไฟฟ้าจำนวน 1,000,000 หน่วย (กิโลวัตต์-ชั่วโมง)พื่อให้จินตนาการง่ายๆ บ้านคนธรรมดาทั่วไปที่มีแอร์สัก 2 ตัวจะใช้ไฟฟ้าประมาณ 500 หน่วยต่อเดือนครับ ดังนั้น พลังงานไฟฟ้าที่กูเกิ้ลใช้จะสามารถจ่ายให้บ้านคนชั้นกลางได้ประมาณ 50,000 ครัวเรือนเลยครับ

ทีนี้มาดูว่า ในการค้นหาข้อมูลแต่ละครั้งจะใช้ไฟฟ้าสักเท่าไหร่ .... ว่ากันว่าใน 1 ชั่วโมงมีคน search สิ่งต่างๆ ในกูเกิ้ลเป็นจำนวนมากถึง 10 ล้านครั้ง ดังนั้นการค้นหา 1 ครั้งคิดเป็นการใช้พลังงานเท่ากับการเปิดหลอดไฟขนาด 100 วัตต์ เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ลองคิดดูนะครับว่า วันหนึ่งวันหนึ่งคุณค้นหาด้วยกูเกิ้ลกี่ครั้ง .....


19 เมษายน 2553

เพนทากอนหวังใช้วิทยาศาสตร์พื้นฐาน สร้างการทหารให้ไร้เทียมทาน



ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ประเทศสหรัฐอเมริกาได้เรียนรู้ว่า กำลังรบแบบเก่าๆ ที่เรียกว่า Traditional Warfare นั้น ไม่อาจจะเป็นที่พึ่งพาในอนาคตได้ อเมริกาได้เรียนรู้ว่า การแบ่งกำลังทหารบกออกเป็น ทหารม้า ทหารราบ ทหารต่อสู้อากาศยาน ทหารปืนใหญ่ ทหารช่าง เป็นโมเดลที่โบราณ ใช้ได้ก็แต่ในสมัยสงครามเวียดนามเท่านั้น ไม่อาจจะต่อกรกับสงครามรูปแบบใหม่ของศตวรรษที่ 21 ได้ และที่สำคัญ กองทัพสหรัฐฯ ได้รับบทเรียนจากสงครามในอิรัก และอัฟกานิสถานว่า กำลังรบรูปแบบนี้ไม่อาจจะรบได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากสงครามเกิดขึ้นในเมือง


ดังนั้น เพนทากอนจึงเริ่มวางยุทธศาสตร์ใหม่ เพื่อปรับปรุงกำลังทหารให้ก้าวหน้าขึ้น โดยอาศัยวิทยาศาสตร์ขั้นเทพ โดยคิดจะนำวิทยาศาสตร์พื้นฐานมาปรับปรุงกองทัพ ปรับปรุงระบบอาวุธ ให้เขยิบขึ้นไปในขั้นที่สูงเกินกว่าที่ศัตรูจะคาดคิด ด้วยงบวิจัยของกระทรวงกลาโหมที่มากถึง 12 พันล้านเหรียญสหรัฐ ต่อปี (คิดเป็นเงินไทยก็ประมาณ 400,000 ล้านบาท) เพนทากอนหวังว่าจะนำมาใช้พัฒนาศาสตร์ต่างๆ อย่าง ชีววิทยาสังเคราะห์ (Synthetic Biology) วิทยาการคอมพิวเตอร์ และสังคมศาสตร์ ให้มาเป็นประโยชน์ต่อการทหารได้พนทากอนจะนำเงินจำนวน 1 พันล้านเหรียญสหรัฐ (33,000 ล้านบาท) มาอุดหนุนวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ในมหาวิทยาลัย โดยเฉพาะงานวิจัยที่ฝันๆ งานที่คนทั่วไปมักคิดว่าคงนำไปใช้ประโยชน์ไม่ได้

ในระยะหลังๆ นี้ เพนทากอนรู้สึกตื่นเต้นกับเรื่องของชีววิทยาสังเคราะห์เป็นพิเศษ นักวางยุทธศาสตร์ในกลาโหมอยากเห็น นักรบสังเคราะห์ที่สร้างขึ้นมาให้มีความสามารถในการรบ ออกไปเสี่ยงชีวิตแทนทหาร ศักยภาพของชีววิทยาสังเคราะห์นี้มีได้ไม่จำกัด เพนทากอนอาจจะสร้างสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ให้มีความหลากหลายหน้าที่ ตั้งแต่ การดมกลิ่นหาวัตถุระเบิด ไปจนถึง เป็นทหารสังเคราะห์ที่ออกไปรบแทนมนุษย์ได้ นอกจากนี้ เพนทากอนยังเริ่มให้ความสนใจที่จะบูรณาการสังคมศาสตร์เข้ามาช่วยในการวางแผนการรบ นักวิเคราะห์ยุทธวิธี ต้องการโมเดลทางด้านสังคม วัฒนธรรม ประเพณี ของแต่ละท้องถิ่น มาประสานกับแผนการจัดกำลังรบ เพื่อให้ได้ยุทธศาสตร์ที่จะนำไปสู่ชัยชนะในสนามรบที่จำลองในคอมพิวเตอร์ และในสนามรบจริง

หันกลับมามองเมืองไทยแล้ว .... ก็อยากให้กองทัพไทยของเรา สนใจเรื่องแบบนี้บ้างครับ ....

15 เมษายน 2553

Thermodynamics of Google - อุณหพลศาสตร์ของกูเกิ้ล (ตอนที่ 1)


คงจะไม่ผิดนักนะครับ ถ้าผมจะพูดว่า กำเนิดของ Google คืออวสานของห้องสมุดที่มีหิ้งหนังสือ มีโต๊ะให้นั่งอ่าน และมีบรรณารักษ์ไว้สำหรับยืมและคืนหนังสือ Google ได้นำทุกสิ่งทุกอย่างที่เราต้องการ มาไว้ในหน้าโฮมเพจง่ายๆ ทำให้เราสามารถเข้าถึงหน้าเว็บไซต์ทั่วโลก หนังสือก็มีให้อ่าน วารสารต่างๆ สิทธิบัตร ข้อมูลทางภูมิศาสตร์ และอื่นๆ อีกมากมาย ลูกของผม 2 คน คนนึง 7 ขวบ อีกคน 10 ขวบ เวลาคุณครูให้การบ้าน ให้มาค้นคว้า เพื่อทำรายงาน แทนที่เขาจะเดินไปห้องสมุด แต่เขาจะรอกลับมาบ้านเพื่อมาเปิดคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค และก็ค้นหาด้วย Google แทน ผมแอบสังเกตเวลาเขาใช้ Google ค้นหาสิ่งที่เขาอยากรู้ มีอยู่ครั้งหนึ่งที่ลูกผมมาถามผมว่า "คุณพ่อครับ ใครเป็นคนคิด Google ขึ้นมาเหรอครับ เขาฉลาดมากนะครับ" ....

ทุกๆ ครั้งที่ลูกๆ ของผม หรือท่านผู้อ่านใช้กูเกิ้ลค้นหาข้อมูล สิ่งที่เกิดขึ้นคือ Google จะทำการนำสิ่งต่างๆ ที่อยู่ในฐานข้อมูลการค้นหาของ Google นำมาจัดลำดับ หรือจัดเรียงเพื่อแสดงผลแก่เรา เป็นการนำของที่อยู่ไม่เป็นที่เป็นทางบนโลกไซเบอร์ มาจัดระเบียบ การกระทำแบบนี้ย่อมต้องอาศัยพลังงาน

สรรพสิ่งในโลกนี้ล้วนตกอยู่ใต้กฏของอุณหพลศาสตร์ ซึ่งมีกฎอยู่ 4 ข้อครับ (กฎข้อที่ศูนย์ ถึง กฎข้อที่สาม) แต่ผมจะนำมาพูดในที่นี้เพียง 2 ข้อเท่านั้น คือ กฎข้อที่หนึ่ง .... พลังงานเป็นสิ่งที่สร้างไม่ได้ ทำลายไม่ได้ มันเพียงแต่เปลี่ยนรูปจากแบบหนึ่งไปเป็นอีกแบบหนึ่งเท่านั้น เช่น เราสามารถเปลี่ยนพลังงานลมไปเป็นพลังงานกล ที่หมุนกังหันปั่นมาเป็นพลังงานไฟฟ้า แต่ถ้าถามว่าพลังงานลมมาจากไหน ก็มาจากดวงอาฑิตย์ที่ส่องแสงลงมาบนพื้นโลก ทำให้มวลอากาศได้ดูดซึมพลังงานความร้อน แล้วเกิดการเคลื่อนไหว ส่วนพลังงานแสงที่มาจากดวงอาฑิตย์ก็เกิดมาจากปฏิกริยานิวเคลียร์แบบฟิวชัน ซึ่งเกิดจากการหลอมรวมตัวกันของอะตอมไฮโดรเจนเข้าด้วยกัน และปลดปล่อยพลังงานออกมา

กฎข้อที่สอง กล่าวว่า ใดใดในโลกล้วนจะเกิดการขับเคลื่อน เปลี่ยนแปลงจากความมีระเบียบไปสู่ความไร้ระเบียบ หากไม่มีใครไปยุ่งกับมัน มันก็จะขับเคลื่อนไปในแนวทางนี้ด้วยตัวของมันเอง เรียกว่าเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นได้เอง (spontaneous process) เช่น ของในห้องนอน ของในบ้าน ของในoffice ของเราเอง ท่านผู้อ่านสังเกตไหมครับว่า มันจะค่อยๆ รก ค่อยๆ ไร้ระเบียบ หากเราต้องการจะทำให้มีระเบียบ ให้มันมีความสวยงาม เราก็จะต้องเสียพลังงานเพื่อจัดการให้มันเข้าที่เข้าทาง พอเวลาผ่านไปอีกสักพัก มันก็จะค่อยๆ กลับไปรกใหม่ นักวิทยาศาสตร์ใช้ศัพท์คำว่า เอนโทรปี (entropy) เป็นตัวแทนของความไร้ระเบียบ โดยสรุปกฎข้อนี้อย่างสั้นๆ ว่า เอนโทรปีของจักรวาลจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเสมอ นขณะที่คุณกำลังจัดระเบียบสิ่งของต่างๆ ในห้องอยู่นั้น ความเป็นระเบียบในห้องเพิ่มขึ้นก็จริง แต่คุณต้องใช้พลังงานไปในการทำอย่างนั้น เนื่องจากพลังงานที่คุณนำไปใช้มันมีประสิทธิภาพไม่ร้อยเปอร์เซ็นต์ ดังนั้น คุณก็เลยไปเพิ่มเอนโทรปีของสิ่งที่อยู่นอกห้องของคุณ เพราะการที่คุณเอาพลังงานออกมาใช้จัดห้อง จะทำให้คุณต้องมาหาพลังงานชดเชยที่คุณใช้ไป ไม่ว่าจะออกไปทานข้าวข้างนอก เดินออกไปซื้อก๋วยเตี๋ยว สิ่งที่คุณทำนั้นเอง จะไปทำให้สิ่งที่อยู่นอกห้องของคุณมีความไร้ระเบียบมากขึ้น ....

(ภาพบน - โลกที่ไม่มีมนุษย์ดูแล จะขับเคลื่อนไปสู่ความไร้ระเบียบในที่สุด)

12 เมษายน 2553

Brain-on-a-Chip เมื่อสมองถูกนำไปอยู่บนชิพ (ตอนที่ 2)



เมื่อสัก 2-3 ปีที่แล้ว ได้เกิดกระแสความตื่นตัวในเมืองไทย เกี่ยวกับเรื่องของนาโนเทคโนโลยีเป็นอย่างมาก หน่วยงานให้ทุนต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย สภาวิจัยแห่งชาติ สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา เป็นต้น ล้วนแห่กันมาให้ทุนวิจัยทางด้านนี้กันยกใหญ่ นักวิจัยทั่วประเทศต่างแห่กันมาขอทุนทางด้านนี้ บ้างก็เปลี่ยนสาขาวิจัยทางด้านอื่น มาทำวิจัยทางด้านนาโนกันยกใหญ่เลยครับ ในช่วงเวลานั้น ผมก็เลยคิดว่าคงได้เวลาที่จะต้องออกจากสาขานาโน ไปหาอย่างอื่นทำดีกว่า และแล้วผมก็ฝ่ากระแสมาตั้งกลุ่มวิจัยเพื่อทำงานทางด้าน วิศวกรรมเลียนแบบธรรมชาติ (Biomimetic Engineering) เพราะเล็งเห็นว่า ศาสตร์ทางด้านนี้ต่างหากที่จะเป็นแนวโน้มใหม่ของโลก


ธรรมชาติมีเรื่องให้เลียนรู้ และนำมาวิศวกรรมเพื่อให้เกิดเทคโนโลยี หรือสิ่งประดิษฐ์ต่างๆ ได้ และมันจะทำให้เราสร้างสิ่งใหม่ๆ แบบก้าวกระโดดด้วยครับ ลองคิดดูให้ดีสิครับว่า ธรรมชาติใช้เวลาสร้างเทคโนโลยีบนสิ่งมีชีวิตมานานเป็นพันล้านปี อารยธรรมมนุษย์ก็แค่หมื่นปีเท่านั้น แถมความรู้ทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ย้อนหลังไปแค่ไม่กี่ร้อยปีเอง จะสู้ธรรมชาติได้อย่างไร

โครงการหนึ่งที่น่าสนใจมากมีชื่อว่า SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) ซึ่งได้รับการสนับสนุนทางด้านเงินทุนจาก DARPA หน่วยงานสนับสนุนทุนวิจัยทางด้านกลาโหมของสหรัฐอเมริกา โครงการนี้เป้าหมายชัดเจนเป้าหมายเดียวคือ "เพื่อพัฒนาแนวทางใหม่ๆ ในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีสมบัติคล้ายระบบประสาท ให้มีความสามารถทัดเทียมกับระบบของสิ่งมีชีวิต" โดยหวังว่าโครงการนี้จะฝ่ากำแพงความรู้ เพื่อเข้าไปไขความลับการทำงานของระบบประสาท แล้วนำความรู้นี้มาใช้ในการพัฒนาสมองประดิษฐ์ ที่ทำงานทัดเทียมธรรมชาติ

คอมพิวเตอร์ที่เราใช้ทุกวันนี้ ทำงานได้เร็วมากๆ ในเรื่องของการคำนวณครับ แต่ถ้าหากใช้วิเคราะห์ปัญหาที่มีตรรกะสูง มีเงื่อนไขที่ซับซ้อน หรือมีข้อมูลแยกส่วนจำนวนมาก จะทำงานได้ช้ากว่าสมองชีวะมากๆ คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันแยกส่วนประมวลผล (CPU) ออกจากหน่วยความจำ (Memory) เวลาจะทำการประมวลผลอะไร ก็ต้องนำข้อมูลจากหน่วยความจำเข้ามา ผ่านบัสข้อมูล ดังนั้นหากมีจำนวนข้อมูลมากๆ ข้อมูลก็จะออกันอยู่บนถนนข้อมูล วิธีการที่ผ่านมาก็คือ ทำให้หน่วยประมวลผลมีความเร็วให้สูงขึ้น จนกระทั่งข้อมูลสามารถวิ่งเข้าออกได้ฉลุย อย่างไรก็ตาม หากข้อมูลมีความซับซ้อน และการประมวลผลมีตรรกะที่ซับซ้อนด้วย ก็จะทำให้ข้อมูลต้องวิ่งเข้าวิ่งออกมากขึ้น ก็อาจจะเกิดความแออัดของข้อมูลได้ แต่สำหรับสมองชีวะแล้ว เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จะเป็นทั้งหน่วยประมวลผล และหน่วยความจำในเวลาเดียวกัน ดังนั้นในการประมวลผลตรรกะต่างๆ แต่ละเซลล์จะได้รับงานที่แบ่งมาแล้วประมวลผล ส่งข้อมูลกันเป็นเครือข่าย เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มาจากการบูรณาการกัน

โครงการนี้อาจจะเป็นจุดเริ่มการปฏิวัติสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์เลยครับ .....

08 เมษายน 2553

Robot Evolution - หุ่นยนต์วิวัฒน์ (ตอนที่ 6)


ในทางพุทธศาสนา เรามีความเชื่อว่ามนุษย์มีระดับสติ หรือความระลึกรู้ที่สูงกว่าสัตว์อื่นๆ มาก แม้แต่มนุษย์ด้วยกันก็มีระดับของสติต่างกัน พระอริยะบุคคลมีพลังของสติไวกว่ามนุษย์ปุถุชนทั่วไปมาก ท่านจึงรู้ตัวและสามารถระงับอารมณ์ หรือความอยากได้ทันท่วงที ซึ่งทำให้ท่านเหล่านั้นรู้เท่าทันภาวะความเป็นไป ของสิ่งที่มากระทบผัสสะต่างๆของท่าน


แต่มีนักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งที่เชื่อว่า สติหรือความระลึกรู้ เป็นเพียงซอฟต์แวร์ที่รันอยู่ในสมอง สามารถโมเดลด้วยคณิตศาสตร์ได้ อีกทั้งยังสร้างเพื่อนำไปใส่ในจักรกลได้ ศาสตร์นี้เราเรียกว่า สติประดิษฐ์ (Artificial Conciousness หรือ Machine Conciousness) ซึ่งเป็นหัวข้อที่กำลังมาแรงมากครับ ถึงขนาดที่มีวารสารวิจัยของประชาคมเขาเลย วารสารนี้มีชื่อว่า International Journal of Machine Conciousness ซึ่งเป็นวารสารสำหรับรายงานผลงานวิจัย ที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีพื้นฐาน ที่อธิบายการทำงานของสติประดิษฐ์ การออกแบบและพัฒนาจักรกลที่เลียนแบบการทำงานของมนุษย์ ความรู้ความเข้าใจในเรื่องสติและความระลึกรู้ เป็นต้น

ก่อนหน้านี้ได้เคยมีการออกแบบหุ่นยนต์ ที่มีความสามารถในการซ่อมแซม หรือรักษาตัวเอง หากมีความเสียหายเกิดขึ้น หุ่นยนต์ตัวนี้จะมีการทบทวนตนเองอยู่ตลอดเวลา (ซึ่งเป็นลักษณะหนึ่งของสติ) ว่าตัวมันเองนั้นมีความสมบูรณ์ในการทำงานหรือไม่ มันจะคอยตรวจสอบตัวมันเอง หากมีอวัยวะส่วนใดบกพร่อง มันจะหาทางใช้งานส่วนที่เหลือ เพื่อให้มันยังปฏิบัติภารกิจได้ การรู้จักพิจารณาตนเองนี้ เป็นสมบัติของมนุษย์ ซึ่งการที่เราสามารถพัฒนาสมบัตินี้ให้หุ่นยนต์ ก็เท่ากับว่าเราสามารถทำให้หุ่นยนต์มีลักษณะใกล้เคียงกับมนุษย์มากขึ้น

นักวิทยาศาสตร์ ได้ระบุอย่างคร่าวๆ ว่า ถ้าหากจะสร้างสติประดิษฐ์ขึ้นมา ก็ควรจะมีองค์ประกอบเหล่านี้ คือ (1) Awareness การรับรู้ข้อมูลที่เข้ามาทางผัสสะ ในทางพุทธศาสนาเราเรียกว่า "รูป" (2) Learning เมื่อมีการรับรู้เข้ามาแล้ว เกิดการเรียนรู้ว่าข้อมูลนั้นคืออะไร หรือที่เรารู้จักกันในทางพุทธศาสนาในชื่อว่า "เวทนา" แปลกไหมครับว่าความรู้พวกนี้ พุทธศาสนารู้มานานแล้ว (3) Anticipation เป็นความคาดหมายว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป โดยอาศัยความจำที่มีมาแต่ก่อน ในพุทธศาสนาเราเรียกว่า "สัญญา" (4) Subjective Experience ซึ่งเป็นประสบการณ์ที่เหมือนมีตัวตน ระลึกถึงความมีอยู่ ซึ่งเป็นเรื่องยากสำหรับฝรั่งชาติตะวันตกที่จะเข้าใจ แต่ในศาสนาพุทธเราอาจเรียกว่านี่คือ "สังขาร หรือ วิญญาณ" ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของขันธุ์ 5

เข้าใจยากใช่มั้ยครับ วันหลังมาคุยเรื่องนี้ต่อครับ .....

06 เมษายน 2553

Robotic Air Foce - กองทัพอากาศหุ่นยนต์ (ตอนที่ 2)


มีคนเคยบอกว่า ช่วงเวลาที่เรากำลังใช้ชีวิตอยู่นี้ มนุษยชาติมีความเป็นอยู่อย่างสันติสุขที่สุดแล้ว เพราะนับตั้งแต่หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 เป็นต้นมา โลกของเราแทบไม่มีสงครามใหญ่ๆ เกิดขึ้นเลย เป็นเวลากว่า 60 ปีแล้ว ทั้งๆ ที่ก่อนหน้านี้ อารยธรรมของมนุษย์ไม่เคยว่างเว้นจากสงครามเลย สงครามในบรรพกาลนั้นเอาชนะกันด้วยกำลังและจำนวนของทหาร ด้วยการเอาชีวิตผู้คนเข้าแลก จึงมีความสูญเสียชีวิตมากมาย แต่ในอนาคต การทำสงครามอาจจะใช้หุ่นยนต์เข้าต่อสู้กัน ฝ่ายใดสูญเสียกำลังรบมากกว่ากันก็ต้องยอมแพ้ไป มนุษย์จะส่งหุ่นยนต์ทหารเข้าห้ำหั่นกัน ในการตัดสินแพ้ชนะของสงครามหนึ่งๆ นั้น อาจจะไม่ต้องมีการสูญเสียชีวิตมนุษย์เลยก็ได้ ผมฝันถึงวันนั้นครับ ....

ในอนาคตเครื่องบินไร้นักบิน หรือ UAV (Unmanned Aerial Vehicle) จะกลายมาเป็นกำลังรบหลักของกองทัพอากาศ จริงๆ แล้วแนวคิดเกี่ยวกับ UAV นี้ไม่ใช่เรื่องที่ใหม่มากนักหรอกครับ เพราะจริงๆ แล้ว กองทัพอากาศสหรัฐฯ เคยมีความคิดที่จะนำเครื่องบินบังคับจากระยะไกลมาใช้ในสงครามเวียดนาม มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1973 แต่ผลที่ได้คือการดูถูกจากผู้บังคับการทหารส่วนใหญ่ในสมัยนั้น ที่มองเห็นว่า การเป็นนักรบมองจอภาพ เป็นเรื่องที่ค่อนข้างไร้เกียรติ เพราะไม่ได้ออกไปทำการรบจริงในสมรภูมิ นับเป็นทัศนคติที่มองอะไรสั้นๆ มากครับ

จนในที่สุด ประเทศอิสราเอลก็ได้แสดงให้เห็นศักยภาพของ UAV โดยได้นำมาใช้งานเพื่อสอดแนมระบบเรดาห์ของซีเรียในปี ค.ศ. 1982 ทำให้อเมริกาถึงกับตื่นตะลึง แต่ก็ยังไม่ได้ทำอะไร จวบจนกระทั่งเกิดความจำเป็นเมื่ออเมริกาต้องทำสงครามในอิรัก และ อัฟกานิสถาน ดูได้จากงบประมาณที่ใช้สำหรับพัฒนา UAV ในปี ค.ศ. 2010 ปีเดียว สหรัฐอเมริกาใช้เงินมากถึง 5.4 พันล้านเหรียญ ในขณะที่ในช่วงปี ค.ศ. 1990 - 1999 เป็นระยะเวลานานถึง 10 ปี แต่กลับใช้เงินเพื่อการนี้เพียง 2.9 พันล้านเหรียญสหรัฐ เท่านั้น

ด้วยงบประมาณมหาศาลที่ลงไปสำหรับ UAV ในอนาคตเราจะได้เห็นกองทัพอากาศที่เป็นหุ่นยนต์ ทำงานได้เองโดยไม่ต้องอาศัยมนุษย์บังคับ ทัพฟ้าสหรัฐฯ ตั้งเป้าว่า UAV จะต้องเติมน้ำมันกลางอากาศได้เองในปี ค.ศ. 2030 และเมื่อถึงปี ค.ศ. 2047 มันจะสามารถบินจู่โจมทั้งบนพื้นและบนอากาศได้เอง รวมทั้งความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองขณะบิน อีกทั้งการซ่อมบำรุงรักษาก็จะใช้ระบบหุ่นยนต์ทั้งหมด โดยไม่ต้องมีมนุษย์ควบคุม

ดูเหมือนภาพยนตร์เรื่อง Terminator จะเข้าใกล้ความจริงทุกที ทุกที นะครับ .....

03 เมษายน 2553

The Second Brain - สมองที่สอง (ตอนที่ 2)


สมองที่สองของคนเราไม่ได้อยู่ในกระโหลก แต่อยู่ในท้อง ตลอดแนวของเส้นทางเดินอาหารที่มีความยาวถึง 9 เมตรนั้น มีเซลล์ประสาทฝังตัวอยู่ถึง 100 ล้านเซลล์ เซลล์ประสาทเหล่านั้นทำหน้าที่หลากหลาย เพื่อควบคุมการทำงานของระบบทางเดินอาหาร พวกมันทำงานอย่างอิสระโดยไม่ต้องอาศัยสมองที่หนึ่งเลย

อย่างไรก็ดี ถึงแม้สมองที่สองจะเป็นอิสระจากสมองที่หนึ่ง มันก็มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ อาการที่ไม่สบายของสมองที่หนึ่ง จะแสดงออกต่อสมองที่สอง หรือในทางกลับกันก็ได้ โรคหลายชนิดที่เกิดกับระบบทางเดินอาหารเช่น กรดไหลย้อน อาจเกิดจากความเครียดของสมองที่หนึ่ง แล้วไปแสดงออกที่สมองที่สอง นักวิทยาศาสตร์พบว่า การให้ยาเพื่อรักษาโรคสมองที่หนึ่งนั้นเอง ได้ไปมีผลต่อสมองที่สองด้วย เนื่องมาจากที่สมองที่สองนั้น มีการใช้สารสื่อประสาทชนิดเดียวกับสมองที่หนึ่งมากกว่า 30 ชนิดเลย ในขณะเดียวกัน ภาวะของสุขภาพของทางเดินอาหาร ก็ไปมีผลต่อสมองที่หนึ่งด้วย การรักษาสุขภาวะของทางเดินอาหารให้ดี ก็จะทำให้สุขภาพของสมองที่หนึ่งดีด้วย มีรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสารวิจัยเมื่อปีที่แล้ว (2009) (รายละเอียดเต็มเพื่อการอ้างอิง Lebouvier T, Chaumette T, Paillusson S, Duyckaerts C, Bruley des Varannes S, Neunlist M, Derkinderen P., "The second brain and Parkinson's disease", European Journal of Neuroscience", 2009, vol. 30, pp. 735-741) ที่ระบุว่า โรคพาร์กินสันอาจจะมีจุดเริ่มจากการผิดปกติในสมองที่สองก่อน แล้วค่อยลุกลามเข้าไปในสมองที่หนึ่ง

คราวนี้เข้าใจแล้วไหมครับว่า ทานของหนักๆ ก่อนนอน ทำไมถึงนอนไม่ค่อยหลับ ... ก่อนนอนก็คุยกับสมองที่สองหน่อยนะครับ บอกเขาว่าเราก็เป็นห่วงเป็นใยเขาอยู่เหมือนกัน....

(ภาพซ้าย - สมองที่สองของคนเราอยู่หลังพุงเรานี่เอง ....)

DARPA ห่วง นับวันยิ่งหาคนเก่งเข้ากองทัพยากขึ้น


เมื่อปลายเดือนมีนาคม 2553 ที่ผ่านมานี้ นางเรจินา ดูแกน (Regina Dugan) ผู้อำนวยการ DARPA ซึ่งเป็นหน่วยงานสนับสนุนทุนวิจัยทางด้านกลาโหมของสหรัฐอเมริกา ได้แถลงต่อคณะกรรมาธิการด้านการทหารของสภาผู้แทนสหรัฐฯ ถึงโครงการต่างๆ ที่ DARPA จะนำงบประมาณไปใช้ นางดูแกนได้แสดงวิสัยทัศน์ และแนะนำโครงการต่างๆ ที่ DARPA มุ่งหวังจะทำให้ประเทศสหรัฐอเมริกามีความก้าวหน้าทางด้านกลาโหม ที่ไร้ผู้ทัดเทียม โครงการวัคซีนจากพืชและเทคโนโลยีวิศวกรรมเลียนแบบธรรมชาติ (Biomimetic Engineering) เป็นโครงการที่ได้รับการกล่าวถึงมากในช่วงหลังๆ

สิ่งที่น่าสนใจในถ้อยแถลงของนางดูแกนก็คือ ความเป็นห่วงว่า นับวันคนเก่งๆ ที่จะเข้ามาทำงานเป็นนักพัฒนาเทคโนโลยีและอาวุธให้แก่กองทัพ จะหายากขึ้นเรื่อยๆ นับตั้งแต่ปีค.ศ. 2000 เป็นต้นมา มีเด็กอเมริกันเรียนจบมหาวิทยาลัยทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี น้อยลงถึง 43 เปอร์เซ็นต์ เป็นตัวเลขที่น่าตกใจ เพราะขีดความสามารถทางด้านการทหารที่ไร้เทียมทานของสหรัฐอเมริกา ขึ้นโดยตรงกับขีดความสามารถในการแข่งขันทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศ มันจะเป็นหายนะของประเทศสหรัฐอเมริกาเลย หากนักเรียนไปเลือกเรียนสังคมศาสตร์ หรือ มนุษยศาสตร์ มากขึ้น รัฐบาลสหรัฐฯ จะต้องเร่งดำเนินการโดยเร็ว เพื่อมิให้เกิดวิกฤตความขาดแคลนนักวิทยาศาสตร์อย่างรุนแรงในอนาคต

DARPA ได้เสนอให้มีการอัดฉีดเม็ดเงินเข้าไปเป็นทุนการศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์ เพื่อทำให้เด็กๆ อยากมาเรียนด้านนี้มากขึ้น การสนับสนุนโครงการวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ในระดับของโรงเรียน ทุนวิจัยให้แก่ครูวิทยาศาสตร์ โปรแกรมสนับสนุนให้เด็กๆ ทำโครงงานที่ให้ผลทันที เช่น การสนับสนุนให้เด็กๆ สร้าง App ที่มีประโยชน์และนำไปใช้ได้ ทำให้เกิดตลาดนัดทางด้าน App ขึ้นมา การให้โอกาสเด็กๆ ได้เรียนรู้และเข้าใจเทคโนโลยีทางการทหาร จนถึงการมีโอกาสได้ลองสร้างอุปกรณ์ เช่น เรดาห์ ขึ้นมาเอง

นางดูแกนหวังว่า โครงการกระตุ้นเหล่านี้จะเกิดผล เมื่อปีที่แล้ว เธอได้เดินทางไปยังมหาวิทยาลัยดังๆ หลายแห่ง เช่น Texas A&M, Caltech, UCLA , UCB (เบอร์คลีย์) และ สแตนฟอร์ด เพื่อจะบอกมหาวิทยาลัยเหล่านั้นว่า "มาช่วยกันเถอะ กองทัพต้องการคนเจ๋งเจ๋งอย่างท่าน" ......